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프린터, 마우스 및모뎀그래요?그들은 모두 크고 육중한 커넥터와 굵은 케이블을 가지고 있으며, 반드시 너의 컴퓨터에 비틀어야 한다.이러한 장치는 UART 프로토콜을 사용하여 컴퓨터와 통신합니다.USB는 구형 케이블과 커넥터를 거의 완전히 대체하지만 UART는 결코 구식이 아닙니다.현재 많은 프로젝트에서 UART를 사용하는 GPS 모듈,Bluetooth 모듈및RFID카드 리더기 모듈 등을 Raspberry Pi에 연결하여Arduino또는 기타마이크로컨트롤러위.

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)는 일반적으로 UART라고 합니다.전송할 데이터를 직렬 통신과 병렬 통신 간에 변환합니다.UART는 병렬 입력 신호를 직렬 출력 신호로 변환하는 칩으로서 일반적으로 다른 통신 인터페이스의 연결에 통합됩니다.

얘는 닮지 않았어요.SPII2C 이런 거.통신 프로토콜대신 마이크로컨트롤러의 독립된 물리적 회로 또는 독립된 IC입니다.

UART의 가장 좋은 점은 두 개의 선만으로 장치 사이에서 데이터를 전송할 수 있다는 것이다. UART 배후의 원리는 쉽게 이해할 수 있다.

UART 통신 소개

UART 통신에서 두 UART는 직접 상호 통신합니다.UART 보내기 CPU와 같은 제어 장치의 병렬 데이터를 직렬 형식으로 변환하고 해당 직렬을 수신 UART로 전송한 다음 UART를 수신 장치의 병렬 데이터로 다시 변환합니다.두 UART 간에 데이터를 전송하려면 두 개의 라인만 필요합니다.데이터는 UART를 전송하는 Tx 핀에서 UART를 수신하는 Rx 핀으로 이동합니다.

UART는 비동기적으로 데이터를 보내며, 이는 UART를 전송하는 비트 출력을 UART를 수신하는 비트 샘플링과 동기화하는 클록 신호가 없음을 의미합니다.UART를 보내는 것은 클럭 신호가 아니라 전송 중인 패킷에 시작 및 중지 비트를 추가하는 것입니다.이러한 비트는 패킷의 시작과 끝을 정의하므로 UART를 수신하면 비트 읽기가 시작되는 시기를 알 수 있습니다.

UART 수신이 시작 비트를 감지하면 라는 이름으로 시작됩니다.전송률에 대한 특정 주파수 읽기 입력 비트입니다.전송 속도는 초당 비트 수(bps)로 표시되는 데이터 전송 속도의 측정값입니다.두 UART는 거의 동일한 전송률로 실행되어야 합니다.UART 송·수신 간 전송률은 10% 정도밖에 차이가 나지 않는다.

또한 두 UART는 동일한 패킷 구조를 보내고 받도록 구성해야 합니다.

UART 작동 방법
UART 전송 데이터는 CPU, 스토리지 또는 마이크로컨트롤러와 같은 다른 장치를 통해 데이터를 UART로 보내는 UART 버스에 의존합니다.데이터는 데이터 버스에서 UART로 병렬 전송됩니다.UART를 전송하여 데이터 버스에서 병렬 데이터를 가져오면 시작 비트, 패리티 비트 및 중지 비트가 추가되어 패킷이 생성됩니다.그런 다음 패킷은 Tx 핀에서 한 자리씩 직렬로 출력됩니다.UART 수신단은 Rx 핀에서 패킷을 한 자리씩 읽습니다.그런 다음 UART를 수신하여 데이터를 병렬 형식으로 변환하고 시작 비트, 패리티 비트 및 중지 비트를 제거합니다.마지막으로 UART를 수신하여 패킷을 수신 측 데이터 버스로 병렬 전송합니다.

UART가 전송하는 데이터는 패킷으로 구성됩니다.패킷당 시작 비트 1개, 데이터 비트 5~9개(UART에 따라 다름), 패리티 비트 옵션 및 정지 비트 1 또는 2개:

시작 비트
UART 데이터 전송선이 데이터를 전송하지 않을 경우 일반적으로 고전압 레벨을 유지합니다.데이터 전송을 시작하기 위해 UART를 전송하면 전송선이 높은 레벨에서 낮은 레벨로 클럭 주기가 늘어납니다.UART 수신에서 고전압에서 저전압 변환이 감지되면 데이터 프레임의 비트를 전송 속도로 읽기 시작합니다.

데이터 상자
데이터 상자에는 전송할 실제 데이터가 들어 있습니다.패리티 비트를 사용하는 경우 길이 5 ~ 8비트가 될 수 있습니다.패리티 비트를 사용하지 않는 경우 데이터 프레임은 9비트 길이가 될 수 있습니다.대부분의 경우 데이터는 가장 낮은 유효 비트로 먼저 전송됩니다.

패리티 비트
패리티는 숫자의 균일성 또는 홀수를 설명합니다.패리티 비트는 UART를 수신하여 전송 중에 데이터가 변경되었는지 판단하는 방법입니다.전자기 복사, 일치하지 않는 전송률 또는 장거리 전송 시 데이터가 변경될 수 있습니다.UART 읽기 데이터 프레임을 수신하면 값이 1인 자릿수가 계산되고 총 수가 짝수인지 홀수인지 확인됩니다.패리티 비트가 0 (패리티) 이면 데이터 프레임의 1 비트는 총 짝수입니다.패리티 비트가 1 (패리티) 이면 데이터 프레임의 1 비트는 합계 홀수입니다.패리티 비트가 데이터와 일치하면 UART는 전송에 오류가 없음을 알 수 있습니다.그러나 패리티 비트가 0이지만 1 비트는 합계 홀수입니다.또는 패리티 비트가 1이고 총 1비트가 짝수여야 하는 경우 데이터 프레임의 비트가 변경됩니다.

정지 비트
전송 패킷의 끝을 알리기 위해 UART 송신기는 저전압에서 고전압까지 최소 2비트의 데이터 전송 케이블을 구동합니다.

UART 전송 단계

1. UART를 전송하여 데이터 버스로부터 데이터를 병렬로 수신:

2. UART를 전송하여 시작 비트, 패리티 비트 및 중지 비트를 데이터 프레임에 추가합니다.

3. 전체 패킷은 UART 직렬 전송에서 UART 수신으로 전송됩니다.UART를 수신하여 미리 구성된 전송률로 데이터 케이블을 샘플링합니다.

4. UART 버림 데이터 프레임의 시작 비트, 패리티 비트 및 정지 비트를 수신합니다.

5. UART를 수신하여 직렬 데이터를 다시 병렬로 변환하고 수신자의 데이터 버스로 전송:

UART의 장점과 단점

완벽한 통신 프로토콜은 없으며 다음과 같은 몇 가지 장점과 단점을 통해 프로젝트의 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다.

장점
와이어 두 개만 사용

클럭 신호 불필요

패리티 비트가 있습니다.

쌍방이 설정한 후에 패킷의 구조를 변경할 수 있음

전체 문서 및 광범위한 사용

단점
데이터 프레임의 크기를 최대 9비트로 제한

다중 보조 또는 다중 마스터 시스템은 지원되지 않습니다.

UART당 전송률은 10% 이내여야 합니다.